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第一章 数字地球提出的背景1

1.1 科学技术发展战略1

1.2 可持续发展战略的需要2

1.3 国家经济发展的需要2

1.4 国防安全的需要3

1.5 共享全球数据资源4

1.6 地球系统科学创新与发展的需要6

第二章 数字地球的研究方法7

2.1 研究思路7

2.2 基本概念7

2.3 研究对象7

2.4 研究内容7

2.5 研究的任务8

2.6 作用和意义8

2.7 研究体系框架9

第三章 数字地球原型——地球系统10

3.1 地球系统行星特征10

3.2 地球系统物质组成22

3.3 地球系统构造演化的动力学过程42

3.4 地球系统生物演化规律58

3.5 地球系统人类活动效应72

3.6 地球系统资源特征75

3.7 地球系统环境变化87

3.8 地球系统灾害规律90

3.9 地球系统社会经济活动响应95

3.10 地球系统社会发展对策101

第四章 地球系统场理论基础104

4.1 系统场理论基础104

4.2 地球系统场基本类型117

4.3 地球系统的引力场118

4.4 地球系统的生态场119

4.5 地球系统场分析原理120

第五章 数字地球物理模型133

5.1 地球的自转与参考系133

5.2 地球的形状162

5.3 地球的速度分层及其研究方法184

5.4 电磁波的传播与辐射207

5.5 地球的电磁性质及其研究方法239

5.6 地球的密度分布及其研究方法261

5.7 地球的热学性质及其研究方法280

5.8 光学模型机理特征319

第六章 数字地球力学模型363

6.1 数字地球多体系统力学363

6.2 数字地球非完整系统力学369

6.3 数字地球变质量系统力学373

6.4 数字地球碰撞系统力学377

6.5 数字地球破坏系统力学386

6.6 数字地球流体系统力学391

6.7 数字地球极端系统力学399

6.8 数字地球爆炸（发）系统力学407

第七章 数字地球数学模型419

7.1 数论419

7.2 非线性微分方程445

7.3 动力系统的稳定性487

7.4 并行算法的设计与分析508

7.5 自适应539

7.6 随机550

7.7 计算几何573

7.8 数值逼近618

7.9 排队论650

第八章 数字地球信息模型659

8.1 地球系统的物质流和能量流659

8.2 地球系统的信息模型661

8.3 地球空间的认知模型与信息图谱665

8.4 地球空间场的信息特征670

8.5 地球系统的全息信息与记忆信息模型671

第九章 数字地球信息获取技术与模拟674

9.1 国际对地观测系统674

9.2 中国对地观测系统700

9.33 S集成系统705

9.4 地球系统模拟的非线性和复杂性708

9.5 地球系统模式的提出714

9.6 数字地球无级比例尺数据管理技术718

9.7 数字地球的虚拟与仿真技术724

9.8 “数字地球”数据模型与数据结构738

第十章 数字地球空间信息基础设施742

10.1 国家信息基础设施743

10.2 Internet与Web744

10.3 下一代Internet745

10.4 通信网的新发展746

10.5 中国的国家信息基础设施748

10.6 国家空间数据基础设施的提出749

10.7 国家空间信息基础设施750

10.8 空间数据基础设施及其标准的进展752

10.9 空间信息框架756

10.10 空间信息基础设施的体系结构762

10.11 国家空间信息基础设施规划768

10.12 美国国家空间数据基础设施数据框架概述775

第十一章 数字地球技术方法788

11.1 地理信息的互操作及OpenGIS规范788

11.2 数字地球的核心技术801

11.3 数字地球空间数据的Metadata824

11.4 数字地球的新技术842

第十二章 数字中国850

12.1 数字地球研究概述850

12.2 中国数字地球859

12.3 数字中国859

12.4 中国空间数据交换网络860

12.5 中国空间数据框架861

12.6 建立中国的空间信息标准862

附录 数字地球国内外网站863

参考文献869

英文摘要876